Tīkla slēdzis

Tīkla slēdzis (saukts arī par komutēšanas centrmezglu, tilta centrmezglu un IEEE versijā par MAC tiltu^[1]) ir tīkla aparatūra, kas savieno ierīces datortīklā, izmantojot pakešu komutāciju, lai saņemtu un pārsūtītu datus uz mērķa ierīci.

Tīkla slēdzis ir daudzportu tīkla tilts, kas izmanto MAC adreses, lai pārsūtītu datus OSI modeļa datu posma slānī (2. slānis). Daži slēdži var arī pārsūtīt datus tīkla slānī (3. slānis), papildus iekļaujot maršrutēšanas funkcionalitāti. Šādus slēdžus parasti sauc par 3. slāņa slēdžiem vai daudzslāņu slēdžiem.^[2]

Visizplatītākais tīkla slēdža veids ir Ethernet slēdži. Pirmo MAC tiltu^[3]^[4]^[5] 1983. gadā izgudroja^[6] Marks Kempfs, Digital Equipment Corporation uzņēmuma Networking Advanced Development grupas inženieris. Šis uzņēmums drīz pēc tam ieviesa pirmo 2 portu tilta produktu (LANBridge 100). Pēc tam uzņēmums ražoja vairāku portu slēdžus gan Ethernet, gan FDDI, piemēram, GigaSwitch. Uzņēmums Digital nolēma licencēt savu MAC Bridge patentu bez autoratlīdzības, nediskriminējot, kas ļāva veikt IEEE standartizāciju. Tas ļāva vairākiem citiem uzņēmumiem, tostarp Kalpana, ražot vairāku portu slēdžus.^[7] Ethernet sākotnēji bija koplietošanas piekļuves datu nesējs, taču MAC tilta ieviešana sāka pārveidot to tā visizplatītākajā veidā kā divpunktu savienojumu bez sadursmes domēna. Tīkla slēdži pastāv arī cita veida tīkliem, tostarp Fiber Channel, Asynchronous Transfer Mode un InfiniBand.

Atšķirība starp komutatoriem un centrmezgliem

Stendā iemontēts 24 portu 3Com komutators

Pastāv nozīmīgas atšķirības starp komutatoriem un centrmezgliem (angļu: hub). Galvenā atšķirība ir kadru pārsūtīšanas veidā.

Centrmezgls darbojas kā atkārtotājs un pārsūta saņemto kadru uz visiem portiem (saskarnēm), tāpēc rezultātā kadrs sasniedz visu pieslēgto aprīkojumu, pat ja kadrs bijis paredzēts tikai vienai konkrētai saskarnei.
Komutators pārsūta kadru tikai uz pieprasīto saskarni. Komutators iemācās saistību starp sistēmas MAC adresēm un portiem tāpat kā tīkla tilts.

Komutatora priekšrocības, salīdzinot ar centrmezglu

Sūtot paketi tikai tur, kur nepieciešams, komutators samazina pakešu skaitu citos lokālā tīkla segmentos (tādējādi arī samazinot šo segmentu noslodzi).
Palielina pieslēgto lokālo tīklu kopējo veiktspēju.
Uzlabo drošību, jo kadri tiek sūtīti tikai tur, kur ir paredzēts (dati nevar tikt pārķerti ar neautorizētiem datoriem, kas pieslēgti pie sūtīšanai neparedzētajiem tīkla segmentiem).

Komutatori (tāpat kā tilti) normālos apstākļos pārsūta visas multiraides un apraides paketes visiem saņēmējiem (dažiem komutatoriem ir arī papildus apstrāde, lai palīdzētu uzlabot multiraides pārsūtīšanas veiktspēju).

Tiltu un komutatoru saslēgšana kopā

Savstarpēji saslēdzot tiltus un komutatorus (tāpat arī centrmezglus jāievēro īpašs noteikums: Tīkla tiltam / komutatoram / centrmezglam lokālajā tīklā jāveido koks, nevis gredzens. Tas nozīmē, ka starp jebkuriem diviem datoriem drīkst pastāvēt tikai viens ceļš. Ja eksistē vairāk nekā viens paralēls ceļš, rodas cilpa, kas izraisa nebeidzamu kadru riņķošanu. Šāda kadru riņķošana izraisa tīkla pārslodzi. Lai to novērstu, standartā IEEE 802.1D ir definēts savienotā koka algoritms (angļu: Spanning Tree Algorithm (STA)), kas automātiski konstatē cilpas un aizliedz vienu no paralēlajiem ceļiem. Savienotā koka algoritms var tikt izmantots arī, lai veidotu kļūdu-drošus tīklus, jo, ja izvēlētais ceļš kļūst nederīgs (piemēram, kabeļa / tilta / komutatora kļūdas dēļ), un eksistē alternatīvs ceļš, tad automātiski tiek atļauts šis alternatīvais ceļš.

Atsauces

↑ IEEE 802.1D
↑ Thayumanavan Sridhar. «Layer 2 and Layer 3 Switch Evolution». cisco.com. The Internet Protocol Journal 1 (2). Cisco Systems, September 1998. Arhivēts no oriģināla, laiks: 2015-07-14. Skatīts: 2014-08-05.
↑ Stewart, Robert; Hawe, William; Kirby, Alan (April 1984). "Local Area Network Connection". Telecommunications.
↑ W. Hawe, A. Kirby, A. Lauck, "An Architecture for Transparently Interconnecting IEEE 802 Local Area Networks", technical paper submitted to the IEEE 802 committee, document IEEE-802.85*1.96, SanDiego CA, October 1984.
↑ William Hawe, Alan Kirby, Robert Stewart. Advances in Local Area Networks. IEEE Press, 1987. Chapter 28. lpp. ISBN 0-87942-217-3.
↑ United States Patent 4,597,078
↑ Robert J. Kohlhepp. «The 10 Most Important Products of the Decade». Network Computing, 2000-10-02. Arhivēts no oriģināla, laiks: 2010-01-05. Skatīts: 2008-02-25.

Ārējās saites

A Tutorial of Internet Communications Engineering

[1] IEEE 802.1D

[layer3-2] Thayumanavan Sridhar. «Layer 2 and Layer 3 Switch Evolution». cisco.com. The Internet Protocol Journal 1 (2). Cisco Systems, September 1998. Arhivēts no oriģināla, laiks: 2015-07-14. Skatīts: 2014-08-05.

[3] Stewart, Robert; Hawe, William; Kirby, Alan (April 1984). "Local Area Network Connection". Telecommunications.

[4] W. Hawe, A. Kirby, A. Lauck, "An Architecture for Transparently Interconnecting IEEE 802 Local Area Networks", technical paper submitted to the IEEE 802 committee, document IEEE-802.85*1.96, SanDiego CA, October 1984.

[5] William Hawe, Alan Kirby, Robert Stewart. Advances in Local Area Networks. IEEE Press, 1987. Chapter 28. lpp. ISBN 0-87942-217-3.

[6] United States Patent 4,597,078

[7] Robert J. Kohlhepp. «The 10 Most Important Products of the Decade». Network Computing, 2000-10-02. Arhivēts no oriģināla, laiks: 2010-01-05. Skatīts: 2008-02-25.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]